DE2758362A1

DE2758362A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines selbstverdrallten garnes und nach dem verfahren hergestelltes garn

Info

Publication number: DE2758362A1
Application number: DE19772758362
Authority: DE
Inventors: Phillip W Chambley; Alan H Norris
Original assignee: Champion International Corp
Current assignee: Champion International Corp
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1978-07-13
Also published as: FR2376234A1; GB1598937A; CA1073285A; US4104855A; AU3200677A; US4074511A; JPS53122830A; GB1598938A; FR2376234B1; IT1091337B; AU513738B2; US4123893A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines selbstverdrallten Garnes und das auf diese Weise hergestellte Garnprodukt.

Bei der Herstellung von Garn, insbesondere von Garn aus synthetischen Fasern, wurden wegen der Vorteile der durch diese Techniken erzielt werden kannV Falschdrallgarne und selbstverdrallende Garne entwickelt und durch die Herstellungsverfahren derartiger Garne wird der Arbeitsgang bis zum fertigen Garnprodukt verkürzt, und diese Verfahren sind deshalb, verglichen mit üblichen Spinn-* und Drall- oder Zwirnverfahren, wirtschaftlicher.

Der Ausdruck "Falschdrall" bezieht sich auf ein Garn, bei dem ein Garnstrang an gewissen Zwischenstellen verdrallt ist, wobei entgegengesetzte Verdrallungen auf jeder Seite einer Dralleinführungsvorrichtung erzeugt werden, wobei ferner der Punkt, an dem die Vorrichtung angeordnet ist, eine Nullverdrallung aufweist und wobei dieser Punkt als Knoten bezeichnet wird. Die Richtungen der Verdrallung werden als "S-Drall" oder "Z-Drall¹¹ bezeichnet, wobei die zuletzt genannte Bezeichnung für Verdrallungen verwendet wird, in der die Windungen in verdrallten Strängen dem Mittelabschnitt entsprechen.

Der Ausdruck "selbstverdrallt" wird bei Garnen verwendet, bei denen zwei oder mehr falschverdrallte Stränge zusammengebracht sind und miteinander verfacht oder versträhnt sind. Die etwa gleiche Drehkraft der gleichen Richtung ist in einem Paar oder in mehreren einzelnen Garnen gespeichert, die später in Kontakt gebracht werden. Die Drehkraft oder Torsion

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wird freigegeben und ermöglicht, daß sich das einzelne Garn aufwickelt und dabei wickeln sich die Garne umeinander und bilden ein verfachtes oder versträhntes Garn.

Falschdrallgarne und selbstverdrallte Garne haben in den letzten Jahren eine große Verbreitung gefunden, und diese Garne und deren Herstellungsverfahren und Vorrichtungen , zu deren Herstellung werden in den folgenden Literaturstellen beschrieben:
"Self-Twist Yarn", D.E. Henshaw, Merrow Publishing Co. Ltd.,

Watford, Herts, England, 1971 US-Patentschriften RE 27 717, 3 225 533, 3 306 023, 3 353 344,

3 434 275, 3 507 108, 3 717 988, 3 775 955,

3 940 917.

Obwohl diese Aufstellung keine vollständige Aufstellung der einschlägigen Literatur ist, beschreiben diese Literaturstellen die Prinzipien und Techniken des Standes der Technik.

Diesen und anderen Literaturstellen ist zu entnehmen, daß zahlreiche Probleme bei der Herstellung von Garn unter Verwendung der Selbstverdrallungstechnik auftreten. Diese Probleme beziehen sich teilweise auf die Tatsache, daß die Garne dazu neigen, relativ unstabil zu sein und zwar wegen der unterschiedlichen Verdrallungen in den Einzelgarnen, die sich gegenseitig über den Knotenbereich auslöschen können. In der US-PS 3 434 275 wird deshalb vorgeschlagen, die Stellen der Drallumkehrung miteinander zu verbinden. Bei der Herstellung von selbstverdralltem Garn sind die Garnspannung und andere Parameter außerordentlich kritisch und müssen in engen Grenzen eingestellt und überwacht werden.

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Es ist ein Ziel der Erfindung, eine neuartige Vorrichtung zu schaffen, mit der Garn an den Knoten fixiert oder festgelegt oder verbunden wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Knotenfixier- oder Verbindungsvorrichtung zu schaffen, bei der das Abziehen von der Fixiervorrichtung zuverlässig und gleichförmig gesteuert erfolgt.

Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der in zuverlässiger Weise der Grad des Dralles und die Drallrichtung überwacht und gesteuert werden, um selbstverdrallte Garne herzustellen.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, Einrichtungen zu schaffen, die sicherstellen, da3 eine verbesserte Gleichförmigkeit der Verfachung oder Versträhnung im fertigen Garn erzielt werden kann.

Die Schaffung einer Vorrichtung ist ferner ein Ziel der Erfindung, mit der ein selbstverdralltes Garn hergestellt werden kann und dann durch Wärme fixiert werden kann, um das Garn in der gewünschten charakteristischen verfachten Form zu halten.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines selbstverdrallten MehrStranggarnes, die Einrichtungen aufweist, um zwei oder mehr einzelne Garnstränge herzustellen und Einrichtungen, um jeden dieser Stränge einzeln zu verdrallen, um falschverdrallte Stränge zu erzeugen, von denen jeder in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Knoten hat, an denen sich die Drallrichtung umkehrt, wobei ferner Einrichtungen vorgesehen sind, um die Stränge in im dichten Abstand voneinander angeordneten, im wesentlichen parallelen Bahnen zu führen, wobei die Knoten eines

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Stranges im wesentlichen mit den Knoten des anderen Stranges fluchten, und wobei weiterhin Einrichtungen vorgesehen sind, um die Stränge an den Knoten aneinander oder miteinander zu befestigen oder zu fixieren, und wobei dann die Stränge zwischen den Knoten entweder vor oder nach der Knotenfixierung verfacht oder versträhnt werden. Das bevorzugte Verfahren besteht darin, die Knoten aneinander zu befestigen, während die Einzelgarnstränge getrennt voneinander gehalten werden, um eine Neuverteilung und Ausgleichung der gespeicherten Rückstellkräfte zu ermöglichen, damit eine gleichförmigere Verfachung oder Versträhnung möglich ist. Die Führungseinrichtungen weisen ein drehbares Führungsglied auf, und die Einrichtungen zur Fixierung der Knoten weisen eine sich drehende Kontaktoberfläche auf, die von der Führung getragen wird. Die Kontaktoberflächen liegen in Abständen voneinander gegenüber den parallelen Bahnen frei, um die Stränge vorzugsweise im Bereich der Knoten abzureiben.

Der Ausdruck "Knotenfixierung" und "Knotenbefestigung" bedeutet ein Verfahren, bei dem zwei oder mehr benachbarte einzelne Knotenbereiche mit einer sich schnell drehenden Kontaktoberfläche in Kontakt gebracht werden, um die Faser eines jeden der Garne zu erfassen und diese zu verdrallen, um dadurch die Knoten miteinander zu verbinden oder aneinander zu befestigen, wodurch eine Drehung der einzelnen Garne verhindert wird. Eine derartige Knotenfixierung sichert dauernd die Einzelverdrallung in den Einzelsträngen, da die Einzelverdrallungen, die auf jeder Seite der Knoten in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, sich über den festliegenden oder befestigten Knoten nicht auslöschen können.

Das Gefüge oder die Textur der sich schnell drehenden Kontaktoberfläche kann sich in Abhängigkeit von der Art des speziell verarbeiteten Garnes ändern. Eine derartige Ober-

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fläche kann beispielsweise verhältnismäßig grob sein oder verhältnismäßig glatt und kann beispielsweise aus Hartgummi oder Polyurethan bestehen, wobei diese Oberfläche mit einem Material behandelt sein kann, um die Reibungseigenschaften der Kontaktoberfläche zu verbessern. Zusätzlich kann die Kontaktoberfläche im dichten Abstand voneinander angeordnete Drahtstifte oder Borsten aufweisen. Im allgemeinen kann jede Form von Kontaktoberflächen verwendet werden, die, wenn sie gedreht wird, dazu dient, die Knoten dadurch zu befestigen, daß die Garnfasern benachbarter Knoten miteinander verbunden werden, wenn diese mit der Kontaktoberfläche in Kontakt gebracht werden.

Die Drehachse der Fixiervorrichtung verläuft im wesentlichen senkrecht zur Achse des Garnes, welches behandelt wird.

Selbstverdrallte MehrStranggarne werden erfindungsgemäß mit einem System hergestellt, in welchem wenigstens zwei Einzelgarnstränge einzeln oder individuell verdrallt werden, um verdrallte Stränge herzustellen, von denen jeder in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Knoten aufweist. Diese Stränge werden in eine parallele Lage zueinander gebracht, wobei die Knoten eines Stranges im wesentlichen mit den Knoten eines jeden anderen Stranges fluchten. Die entsprechenden Knoten eines Stranges werden an denjenigen eines jeden anderen Stranges befestigt, und die Stränge können sich dann verfachen oder νersträhnen. Die Knotenbefestigungseinrichtung weist einen sich drehenden Bauteil auf, der eine Kontaktoberfläche hat, um die Knoten dadurch zu befestigen, daß die Fasern eines Stranges aufgefangen und mit denen eines anderen Stranges an den Knoten der Stränge verdrallt werden. Die Gleichförmigkeit der Verdrallung des verfachten Garnes wird durch die Verwendung von verbesserten Verdrallungsdüsen zusammen mit Einrichtungen sichergestellt, welche die ein-

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zelnen Garne voneinander getrennt halten, um einen Längsausgleich der Drehkräfte in den einzelnen Garnen vor der Verfachung sicherzustellen.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung ausführlich erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anlage zur Herstellung von selbstverdrallten oder selbstverzwirnten Garnen, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird,

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Garnrades mit einer Führung und einer Knotenfixiereinrichtung,

Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Garnrades und der Führungseinrichtungen,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Garnrades mit einer Anordnung von Gleitringen,

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Garnrades und einer Abnahmevorrichtung,

Fig. 7 und 8 schematische Ansichten zur Erläuterung der Garnfalschdrallerscheinungen,

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Fig. 9 eine Schnittansicht einer Falschdrallwirbeldüse, die in dem in Fig. 1 dargestellten System verwendet werden kann,

Fig.10 eine Endansicht der Fig. 9

und
Fig.11 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 11-11 der Fig. 9.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage werden die Garnstränge aus Kammzugbehältern 10 und 11 abgezogen, und die Garnzüge 12 und 13 werden einer Zugbehandlung dadurch unterworfen, daß die Garne zwischen Zugwalzen gezogen werden. Das Garn 12 wird durch Zugwalzen 14 und 15 gezogen und das Garn 13 wird durch Zugwalzen 16 und 17 gezogen. Die Walze wird üblicherweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die größer ist als die der Walze 14, und die Walze 17 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die größer ist als die der Walze 16. Die Garne können dann durch Hauptdralldüsen hindurchgeführt werden. Das Garn 12 wird durch die Hauptdralldüse 18 hindurchgeführt und das Garn 13 durch die Hauptdralldüse 19. Die Hauptdralldüsen erteilen an der kritischen Stelle einen Drall und erhalten diesen aufrecht, an der sonst ein flaches Kammzugband die Zugwalzen verläßt. Der Garnstrang 12 wird dann durch eine Einzeldralldüse oder Falschdralldüse 20 geführt und das Garn 19 durch eine Einzeldrall- oder Falschdralldüse 21, in denen der Drall in die Garnstränge eingeführt wird. Durch eine nicht dargestellte Einrichtung gesteuerte Druckluft wird den Düsen 20 und 21 über Leitungen 22 und 23 zugeführt.

Eine derartige Steuerung kann fluidische Schieber oder Ventile, elektrische Schieber oder Ventile oder mechanisch betätigte Schieber oder Ventile, wie sie an sich bekannt sind,

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aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel wird auf Seite 30 des Buches "Self-Twist Yarn", D.E.HenshaW/ Merrow Publishing Co. Ltd. beschrieben und in Fig. 3.8 (b) dargestellt. Es sei bemerkt, daß die Falschdralldüsen 20 und 21 paarweise angeordnet sind, um den Garnsträngen einen Drall in der gleichen Richtung zu erteilenund daß diese Falschdralldüsen derart betrieben werden, daß sie periodisch die Drallrichtung umkehren, um ein Garn zu erzeugen, in dem entgegengesetzte Drallrichtungen durch kurze Knoten mit Nulldrall voneinander getrennt sind, wobei diese Knoten synchron zum Garnrad verlaufen, welches die Fixiereinrichtung trägt, derart, daß die Knoten an der Oberfläche der Fixierscheibe auftreten. Auf diese Weise treten die Garnstränge 12 und 13 aus den Düsen 20 und 21 mit alternierenden S-und Z-Drall- oder Verzwirnungsabschnitten aus.

Die Stränge gehen durch gegenüberliegende Seiten einer im allgemeinen langgestreckten Fadenführung 24 hindurch, die die Aufrechterhaltung des Einzel- oder Falschdralls in den Garnsträngen unterstützt und die ferner dazu dient, die Garne in einem relativ dichten Abstand voneinander, vorzugsweise nicht in Kontakt miteinander, anzuordnen. Die Garne werden auf ein Garnrad 25 geführt, welches noch beschrieben werden soll. Das Garnrad 25 dient dazu, die Garne parallel und im Abstand voneinander zu führen und die Garne an ihrem Knoten mittels einer drehenden Fixiereinrichtung zusammen mit Führungen zu fixieren.

Bisher wurden Garne, die verdrallt waren, unmittelbar nach dem Verlassen der Falschdrallvorrichtung zusammengebracht und konnten sich verfachen oder versträhnen und wiesen eine nicht gleichförmige Drallverteilung in dem versträhnten Garn auf. Im allgemeinen ist die Verdrallung kurz nach der Drallrichtungsänderung, beispielsweise nach dem Knoten,dichter und dann nimmt diese Dichte mit zunehmendem Abstand vom

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Knoten ab. In einigen Fällen wurde ein gewisser Drallverlust kurz vor dem Rlchtungsänderungsknoten beobachtet.

Das Vorhandensein der dichten Verdrallung am Knoten kann auf die Zuführung von zurückgedrückten Verdrallungen von einer Stelle hinter der Verdrallungsvorrichtung, wenn eine Drallrichtungsänderung stattfindet, zurückzuführen sein. Da die Fach- oder Strähnenverdrallung durch die Freigabe von Kräften erfolgt, die in den Einzeldrallen gespeichert sind, ist die NichtgleichfÖrmigkeit der Verdrallung im verfachten Garn offensichtlich auf eine NichtgleichfÖrmigkeit der Einzelverdrallungen zurückzuführen. Dies ist teilweise das Ergebnis der Behandlung der einzelnen Garne in einer Richtung, bei der beispielsweise ein Z-Drall oberhalb der Düse und ein S-Drall unterhalb der Düse erzeugt wird, wonach dann die Arbeitsrichtung der Düse umgekehrt wird, so daß im Fall der Umschaltung vom Z- auf das S-Versträhnungsverfahren die Düse es erlaubt, daß das vordere Ende der stromauf gelegenen Z-Verdrallung zu einer Stelle unterhalb der Düse gelangen kann. Nach der Richtungsumkehr führt die Düse weitere Z-Verdrallungen unterhalb der Düse in einem Abschnitt des Garnes ein, der bereits eine gewisse Z-Verdrallung aufweist, wodurch dieser Abschnitt neben dem Knoten dichter verdrallt wird als das nachfolgende Garn.

Dies ist auch der Fall, wenn die Verdrallung die entgegengesetzte Richtung hat.

Es sind selbstverständlich auch Unterschiede in der gespeicherten Torsion oder Drehkraft entlang der Länge der Verdrallung zwischen den Knoten vorhanden. Die Garnquerschnittsflächen (Fasern pro Querschnitt) sind gleich oder nahezu gleich. Da ein Teil dichter verdrallt ist als andere Teile,

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weist dieser eine größere gespeicherte Drehkraft auf und deshalb eine größere Neigung, sich aufzudrehen als andere Teile.

Wenn jedoch zwei in Längsrichtung benachbarte Knoten in einem Einzelgarn in einer festen Lage gehalten werden und das dazwischenliegende Garn nicht festgehalten wird, verteilt sich die nichtgleichförmige Verdrallung selbst über diese Länge, und dies führt dazu, daß eine gleichförmigere Verteilung des Dralles zwischen den Knoten erfolgt. Dadurch, daß das Garn an den Knoten an einem benachbarten Garn festgelegt wird, ehe eine Selbstverdrallung oder Selbstverfachung oder Selbstversträhnung auftritt, ist es möglich, ein Äquivalent des Festhaltens der Knoten zu erzielen, während ein Teil des Garnes um das Garnrad herumgeführt wird, jedoch die einzelnen Garne voneinander getrennt gehalten werden, wodurch es möglich ist, daß diese Verteilung auftreten kann, ehe zwei benachbarte einzelne Garne sich verfachen oder versträhnen können. Ein derartiges Verfahren erzeugt ein Garn mit wesentlich größerer Gleichförmigkeit der Verdrallung längs des Abstandes zwischen zwei benachbarten Längsknoten als es durch ein Verfahren möglich ist, bei dem keine Mittel vorgesehen sind, mit denen einzelne Garne getrennt gehalten werden, um einen derartigen Ausgleich der einzelnen Verdrallungen zu erreichen, beispielsweise dadurch, daß die Knoten festgelegt werden, nachdem die Verfachung oder Versträhnung erfolgt. Da sich die beiden Garnstränge nicht verfachen oder versträhnen, bis sie die Radoberfläche verlassen, wie es allgemein bei 27 in Fig. 1 gezeigt ist, sind die einzelnen Garne in der Lage, jegliche Veränderungen der Drehkräfte zwischen den Knoten dadurch selbst einzustellen, daß diese Garne auf der Radoberfläche in Richtung der Drehung um ihre eigenen Achsen gleiten, wodurch die Drallverteilung ausgeglichen wird.

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Es ist klar, daß die Garnverdrallung nach einem Verfachen oder Versträhnen nicht ausgeglichen werden kann, da jeder Querschnitt in einem selbstverdrallten Garn ein Drehkraftgleichgewicht zwischen dem verfachten oder versträhnten Drall und den einzelnen Verdrallungen erreicht hat. Wenn einmal dieses Gleichgewicht oder dieser Abgleich auftritt, so kann keine weitere axiale Drehung stattfinden.

Wie noch beschrieben werden soll, weist das Garnrad eine Fixiereinrichtung auf, um die Knoten festzulegen und das Rad wird durch eine Antriebs- und Steuereinrichtung 26 synchron zur Fördergeschwindigkeit des Garnes angetrieben und die Steuerung steuert die Düsen 20 und 21 derart, daß die Knoten durch die Fixierscheibe am Garnrad berührt werden oder mit dieser in Eingriff gelangen.

Nach der Verbindung wird das verfachte Garn um eine Abzugsrolle 28 herumgeführt und durch eine andere Einrichtung aufgewickelt. Das Garn kann aber auch vor dem Aufwickeln durch die kontinuierlich arbeitende Wärmefixiereinrichtung 29 hindurchgeführt werden. Die Abzugsrolle 28 kann beispielsweise ein gedrehtes Metallrad mit einer genoppten Oberfläche sein, so daß dieses Rad das Abziehen des gefachten Garnes aus dem Kontakt mit der Fixiervorrichtung sicherstellt. Schließlich kann das Garn für eine zukünftige Verwendung gespeichert werden, wie es bei 30 gezeigt ist.

Eine erste Ausführungsform eines Garnrades mit einer Führung und einer Knotenfixiereinrichtung ist bei 25 in Fig. 2 gezeigt. Das Rad kann im allgemeinen scheibenförmig ausgebildet sein und Flansche 35 und 36 an den axialen Enden auf v/eisen und einen mittleren Trennflansch 37. Die drei Flansche begrenzen ümfangsoberflächen 38 und 39, entlang denen die Garn-

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stränge getrennt geführt werden können. Obwohl das dargestellte Rad einen einzigen mittleren Trennflansch 37 aufweist, können in Abhängigkeit von den einzelnen Garnen, die verfacht oder versträhnt werden sollen, zusätzliche Trennflansche vorgesehen sein. Die Anzahl der Trennflansche ist immer um eins geringer als die Anzahl der einzelnen Garne, die verfacht werden sollen. Der Mittelflansch 37 ist bei 40 unterbrochen, damit die Stränge in eine dichte Nachbarschaft zueinander gelangen können und ebenfalls in Kontakt mit der Kontaktoberfläche der Fig. 4 Vorrichtung, beispielsweise einer Abriebscheibe 41 , die sich um eine Achse dreht, die im allgemeinen senkrecht zur Drehachse des Garnrades verläuft, wobei die Drehung mit einer verhältnismäßig hohen Drehzahl in der Größenordnung von 8000 U/min erfolgt. Beispielsweise kann diese Scheibe 41 von einem Elektromotor angetrieben werden, der in dem Garnrad montiert ist und dem eine Gleichspannung mittels einer Bürste und eines Gleitringes zugeführt wird, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben werden soll. Unabhängig von der Anzahl der verwendeten Trennflansche 37 muß jedes einzelne Garn in Kontakt mit jedem anderen Einzelgarn an der Scheibe 41 durch geeignete Führungen gebracht werden.

Wie Fig. 3 zeigt, dienen die Führungen 42a und 42b als Führungskanal, um das Garn direkt auf die Oberfläche der Fixierscheibe 41 zu bringen und dienen ferner dazu, das Garn lang genug an dieser Scheibe zu halten, um die Knoten festzulegen oder zu fixieren. Die Scheibe kann durch einen Elektromotor 43 angetrieben werden. Obwohl Fig. 2 zeigt, daß das Rad eine einzige sich drehende Fixiereinrichtung 41 aufweist, kann das Rad mit mehreren sich drehenden Fixiereinrichtungen ausgerüstet sein, die um das Rad herum verteilt sind, wobei jede Fixiereinrichtung derart angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit einem Knoten gelangt.

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Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Garnrades, wie beispielsweise des Rades 25, welches in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, mit einer Düse, wie beispielsweise der Düse 21,und einer Fadenführung 24, mit der das Garn auf das Rad geführt wird. Ein Teil 50 des Garnstranges tritt mit eingeführtem Drall aus der Düse 21 aus und wird um das Garnrad herumgeführt. Dessen Knoten wird festgelegt und das Garn bewegt sich durch die Bahn 51 um ein Führungsrad 52 herum, welches als Abzugsrad bezeichnet wird. Das Garn verläuft lediglich um einen Teil der Abzugsrolle und verläuft entweder durch die Wärmefixiervorrichtung und/oder zu einer Aufwickelvorrichtung.

Es ist jedoch möglich, daß das Garn von der Fixierscheibe 41 erfaßt wird und der Bahn folgt, die allgemein gestrichelt bei 53 gezeigt ist. Dies ist unerwünscht, weil hierdurch eine zusätzliche Spannung in das Garn eingeführt wird, wodurch dieses brechen kann. Aus diesem Grund ist es erwünscht, eine Abzugsrolle vorzusehen, um sicherzustellen, daß das Garn der normalen, gewünschten Bahn folgt und nicht am Garnrad hängenbleibt.

Eine Einrichtung zur Zuführung von Spannung zu einem Antriebsmotor für die Fixierscheibe ist in Fig. 5 dargestellt. Das Garnrad 25 ist fest an einer Garnradantriebswelle 70 montiert, so daß sich dieses mit der Welle dreht. Ein Fixierscheibenantrieb smo tor 71 ist im Rad 25 derart montiert, daß sich dessen Drehachse und dessen Ausgangswelle längs eines Radius des Rades 25 erstreckt. Eine Abriebscheibe 72 ist am äußeren Ende der Welle des Motors 71 montiert, so daß ein Einschalten des Motors 71 bewirkt, daß sich die Scheibe 72 dreht. Obwohl der Motor 71 ein Wechselstrommotor sein kann, ist ein Gleichstrommotor bevorzugt, weil die Drehzahl des Motors dann in einfacher Weise dadurch verändert werden kann, daß die Größe der Gleichstromspannung verändert wird.

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Fest an der Welle 70 ist eine elektrisch nicht leitende Isolationsbuchse 74 montiert. Ein elektrisch leitender Ring 75 ist an der Buchse 74 derart montiert, daß dessen leitende äußere Oberfläche frei liegt. Der Ring 75 ist elektrisch mit einem Anschluß des Motors 71 über eine Leitung 76 verbunden und der andere Anschluß des Motors 71 ist über eine Leitung 77 geerdet, die zwischen diesem Anschluß und einer geeigneten Stelle am Rahmen verläuft, die beispielsweise zu einer Schraube 78 an der Welle 70 führt.

Ein Bürstenhalter 79 ist am Maschinenrahmen neben dem Ring 75 montiert. Der Bürstenhalter weist den üblichen Aufbau auf und hat eine Hülse 80, in der eine Standardkohlenbürste od. dgl. 81 beweglich montiert ist, wobei die Bewegung zur freien leitenden Oberfläche des Ringes 75 hingerichtet und von dieser fort gerichtet ist. Die Bürste 81 wird gegen den Ring 75 durch eine Kompressionsschraubenfeder 82 gedrückt, die sich zwischen der Bürste 81 und einer Montagebasisplatte

83 erstreckt, an der die Hülse 80 montiert ist. Eine Leitung

84 verbindet die Bürste 81 und einen Anschluß der Gleichspannungsquelle 85, und der andere Anschluß der Gleichspannungsquelle 85 ist mittels einer Leitung 86 geerdet.

Bei dieser Ausbildung arbeitet der Ring 75 als Gleitring und die Bürste 81 befindet sich in dauerndem elektrischen Kontakt mit dem Ring, um eine Spannung dem Motor 71 zuzuführen. Die Spannungsquelle 85 kann übliche Schalter aufweisen und eine Steuerung, um die Größe der zugeführten Spannung zu verändern.

Bei jeder der im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsform kann die Bahn des Garnes am Rad einstellbar sein. Beispielsweise kann die Einstellung bei der in Fig. 4 dargestellten

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AusfUhrungsform dadurch erfolgen, daß eine einstellbare Abzugsrolle vorgesehen wird. Hie schematisch in Fig. 6 dargestellt, wird der Drall in den einzelnen Garnstrang durch eine Düse 145 eingeführt und das Garn 146 läuft um eine Führung 147 herum und auf ein Garnrad 148, welches um eine Mittelachse 149 drehbar ist. Ein Hebelarm 150 ist drehbar an der Achse 149 montiert, und das andere Ende des Armes trägt eine Achse, die ihrerseits eine Abzugsrolle 151 trägt. Das Garn 146, welches auf das Garnrad geführt ist, erstreckt sich teilweise um dieses Garnrad herum und trennt sich dann von diesem Garnrad und verläuft um die Abzugsrolle 151. Die Länge der Bewegungsbahn des Garnes auf dem Garnrad und damit die Zeit, in der derKnoten durch die Fixiervorrichtung behandelt wird, kann, wie Fig. 6 zeigt, dadurch eingestellt werden, daß die Winkellage des Armes 150 um die Achse 149 eingestellt wird.

Die Fig. 7 bis 11 zeigen eine verbesserte Düse, die bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage und in Verbindung mit dem Garnrad, welches in den anderen Figuren dargestellt ist, verwendet werden kann, um die Fasern eines Einzelgarnes zu verdrallen, ehe eine Festlegung und Selbstverdrallung erfolgt. In den Fig. 7 und 8 sind schematisch die Erscheinungen dargestellt, die beim Garnverdrallen durch pneumatische Wirbeldüsen unter verschiedenen Bedingungen auftreten. Wie Fig. 7 zeigt, kann eine typische Wirbeldüse ein Gehäuse 240 aufweisen, welches im Schnitt in Fig. 8 dargestellt ist. Das Gehäuse weist eine langgestreckte Mittelbohrung 241 auf, durch die das Garn hindurchläuft.Bei der Darstellung in Fig. .8 sei angenommen, daß das Garn in Längsrichtung durch die Bohrung senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Das Garn ist schematisch dargestellt und weist bei dieser Darstellung Einzelfäden 242 und 243 auf. Diese sind zur Klarheit der

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Erläuterung etwas vergrößert dargestellt. Eine Lufteinlaßleitung 244 tritt in das Gehäuse ein und mündet tangential an einer Seite derMittelbohrung 241 und erzeugt einen sich drehenden Luftstrom innerhalb der Bohrung 241, wobei die Drehung in Richtung des Pfeiles 245 erfolgt. Einlasse, wie der Einlaß 244, treten in das Gehäuse 240 üblicherweise nicht in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche, durch die diese münden, ein, sondern stattdessen etwas geneigt, so daß zusätzlich zur Kreisbewegung des Wirbels innerhalb der Bohrung 241 eine axiale Komponente in Richtung der Garnbewegung auftritt. Die Wirbelluft kann in einfacher Weise am Auslaßende der Düse austreten.

In Abhängigkeit von der Garnstrangspannung und von anderen Faktoren wird eine derartige Luftschicht 246 erzeugt, daß die Einzelfäden 242 und 243 die innere Oberfläche der Bohrung 241 nicht berühren. Stattdessen laufen die Fäden um das Innere der Bohrung herum, ohne die Bohrungswandungen anschlagend wie ein umlaufendes Seil zu berühren.

Es ist zu erkennen, daß für jede vollständige Umdrehung des Garnes um die Bohrung herum eine Drehung oder ein Drall auf jeder Seite der Wirbelebene erzeugt wird. Diese Drehungen sind entgegengesetzt, so daß für eine gegebene Düsenkonfiguration eine S-Verdrallung auf einer Seite der Wirbelebene erzeugt wird, wenn immer ein Z-Drall auf der anderen Seite erzeugt wird.

Dieser Zustand bleibt lediglich so lange bestehen, wie die Garnspannung ausreichend hoch ist, um zu verhindern, daß der Garnbogen in die Luftschicht oder den Luftfilm eintritt und die Wand der Garnbohrung in der Düse berührt.

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Wenn jedoch die Spannung abnimmt, beginnt ein Eingreifen oder Abwälzen, und eine höhere Verdrallung in der entgegengesetzten Richtung flndetstatt. Dies ist in Fig. 8 dargestellt, wobei die gleiche Vorrichtung mit der gleichen Wirbelrichtung vorgesehen ist, wobei jedoch die Spannung bis auf einen Wert abgenommen hat, bei dem das Garn um die Innenseite der Bohrung rollt oder sich an dieser abwälzt. Dieses Rollen oder Abwälzen findet entweder dann statt, wenn die Garnspannung niedrig genug ist, damit das Garn mit der Bohrungsoberfläche in Kontakt kommen kann, oder dann, wenn die Düsenöffnung etwas kleiner als tangential ist oder wenn beide Bedingungen auftreten. Mehr als eine Dralldrehung wird pro Umdrehung des Garnes um die Bohrungswandung eingeführt, wenn ein Abrollen oder Abwälzen stattfindet, wobei die Windungen des Dralles pro Umdrehungen gleich dem Umfang der Garnbohrung dividiert durch den mittleren Umfang des Garnes oder der Fäden sind, und dieses Verhältnis wird durch einen Wirkungsgrad- oder Gleitfaktor kleiner als 1,00 multipliziert, wobei dieser Faktor eine Funktion der Garnspannung, des Luftdruckes und der Reibung zwischen dem Garn und der Düsenwandung ist.

Wenn die Faden- oder Zwirnspannung zunimmt, weil die Verdrallung eingeführt wird und das Garn sich zusammenzieht, berührt der Garnstrang die Wand der Bohrung weniger innig. Dadurch nimmt der Gleitfaktor zu und die Rate der Dralleinführung wird vermindert, und dies führt zu außerordentlich großen Änderungen in der Garnverdrillung öder Verdrallung. Dieser Nachteil wird durch mehrere erhebliche Nachteile begleitet. So können die Garnspannungen leicht so groß werden, daß das Garn aus der Kontaktanlage gegen die Düsenwand herausgebracht wird, wobei die Verdrallung oder Verdrillung umgekehrt wird. Die Spannungsänderungen und die Verdrallungs änderungen des Garnes und die erwünschten Verdrallungsum-

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kehrungen können ausgeschaltet werden, falls sichergestellt werden kann, daß die Dralleinführungsdüse zu allen Zeiten im Schichtbetrieb arbeitet, da ein vollständiger Umschwung des Garnbogens einer Dralldrehung unabhängig vom Durchmesser, in dem der Bogen schwingt, entspricht.

Es ist zu erkennen, daß es sehr erwünscht ist, eine Vorrichtung zur Verfügung zu haben, die vollständig das Abwälzen oder Abrollen ausschaltet, und zu diesem Zweck ist die in den Fig. 9 bis 11 dargestellte Vorrichtung vorgesehen.

Wie in diesen Figuren dargestellt, weist die Düse ein Gehäuse 250 auf, welches eine Mittelbohrung 251 mit tangentialen öffnungen 252 und 253 hat, die die Bohrung an diametral gegenüberliegenden Seiten schneiden. Zwei derartige Düseneinlässe sind vorgesehen, um die Verdrallung in jeder Richtung dadurch steuern zu können, daß alternierend diese Öffnungen mit Druckluft gespeist werden. Luft wird über die Leitungen 254 oder 255 zugeführt, wobei diese Leitungen durch Halterungen wie eine Platte 256 gehalten werden, an der diese Leitungen befestigt sind. Diese Platte ist an der Düse mittels Schrauben 257 oder ähnlichen Befestigungseinrichtungen befestigt.

Einsatzringe 258 und 259 sind an beiden Enden der Bohrung 251 vorgesehen. Jeder Einsatz weist einen Außendurchmesser auf, der gleich dem Innendurchmesser der Bohrung ist, so daß die Einsätze gleitbar aufgenommen werden. Jeder Einsatz weist eine innere Axialbohrung 260 auf, deren Durchmesser kleiner ist als der der Bohrung 251. Die Bohrungen 260 haben eine entsprechende Größe, damit das Garn in Längsrichtung hindurchgeführt werden kann. Das Gehäuse 250 weist radiale Innengewindebohrungen 261 und 262 auf, die Madenschrauben

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und 264 aufnehmen. Die Gewindebohrungen 261 und 262 erstrecken sich vom äußeren Umfang des Gehäuses in die Bohrung 251, so daß, wenn die Einsätze 258 und 259 eingesetzt sind, die Madenschrauben gegen diese Einsätze angezogen werden können, um diese in ihrer Lage zu halten. Für irgendwelche Umstände können die Einsätze axial eingestellt und dann in ihrer Lage durch diese Madenschrauben verriegelt werden.

Durch die Einstellung der Einsätze nach innen zu den Düsenöffnungen hin kann eine Lage erreicht werden, bei der die Düse im Luftschicht- oder Luftfilmbetrieb bei einer bestimmten Garngröße arbeitet und zwar im wesentlichen unabhängig von der Spannung des Fadens. Dies ist der Fall, weil die Düsenöffnungen innerhalb in wirksamer Weise außerhalb des Garnbogendr ehradius liegen. Der Luftfilm, der von den Düsenöffnungen erzeugt wird, wird radial über die Einsatzbohrungen ausgebeult, wodurch ein dickerer Luftfilm erzeugt wird. Bei diesem Aufbau ist die tangentiale Beziehung der öffnungen 252 und 253 relativ zur Bohrung 251 nicht mehr so kritisch wie bei üblichen Wirbeldüsen. Bevorzugt werden jedoch diese Düsenöffnungen tangential zur Bohrung 251 angeordnet. Es wurde gefunden, daß Düsen, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt werden, die gleiche Drallrichtung in Garnen ohne Spannung erzeugen.

Es wurden bevorzugte Ausführungsbeispiele zur Erläuterung beschrieben, und es können zahlreiche Abänderungen und Modifikationen durchgeführt werden, die im Rahmen der Erfindung liegen.

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Claims

MÜLLER-BORE · DEUFEL · SCEÖN · HERTEL PATENTANWÄLTE DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927 - 1975) OR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CH EM. OR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS. Hl/Gei.-C 3026 CHAMPION INTERNATIONAL CORPORATION, Stamford, Connecticut 06921 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines selbstverdrallten Garnes und nach dem Verfahren hergestelltes Garn Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung eines selbstverdrallten mehrstrangigen Garnes, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Herstellung von wenigstens zwei einzelnen Garnsträngen, eine Einrichtung zur einzelnen Verdrallung eines jeden Stranges, um verdrallte Stränge herzustellen, von denen jeder in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Knoten aufweist, an denen sich die Drallrichtung umkehrt. Einrichtungen, mit denen diese Stränge in im dichten Abstand voneinander angeordneten, im wesentlich parallelen Bahnen derart geführt werden, daß die Knoten des einen Stranges im wesentlichen mit den Knoten des anderen Stranges fluchten. Einrichtungen, mit denen die Stränge an den Knoten festgelegt werden und mit denen eine Selbstverfachung oder

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• MÜNCHEN 8» · SIEDERTSTH. * · POSTFACH 860720 · KABEL: MtTEBOPAT · TSIm (039) 47*008 · XELSX 3-313SS

Selbstversträhnung der Stränge zwischen den Knoten durchgeführt wird, wobei die Führungseinrichtungen ein drehbares Führungsglied aufweisen und wobei die Knotenfestlegungs- oder Halterungseinrichtungen ein sich drehendes Kontaktelement umfassen, welches von dem drehbaren Führungsglied getragen wird, wobei dieses Kontaktelement gegenüber dem Garnweg in im Abstand voneinander angeordneten Zwischenräumen frei liegt, um die Stränge im Bereich dieser Knoten aneinander zu befestigen oder miteinander zu fixieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die sich drehenden Kontaktelemente um Achsen drehen, die von der Drehachse des drehbaren Führungsgliedes verschieden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich drehende Führungsglied eine drehbare Scheibe aufweist, die eine Umfangsoberflache und einen radialen Trennflansch auf dieser hat, um getrennte Führungsbahnen für jeden Strang zu bilden, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die bewirken, daß die Stränge auf der umfangsoberflache über einen vorbestimmten Teil anliegen und daß eine öffnung in dem Flansch vorgesehen ist, damit die Stränge in Kontakt miteinander an der.Stelle des sich drehenden Kontaktelementes gebracht werden können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der umfangsoberflache des Führungsgliedes eine öffnung vorgesehen ist, daß das Kontaktglied eine sich drehende Abriebsoberfläche in dieser öffnung aufweist, daß diese Abriebsoberfläche in der Führungsbahn liegt und daß diese Abriebsoberfläche um eine Achse gedreht wird, die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des sich drehenden Führungsgliedes verläuft.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb ein Elektromotor vorgesehen ist, der von dem sich drehenden Führungsglied getragen wird und eine Ausgangswelle hat, die mit dem Kontaktelement verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Spannungsquelle und eine Schaltung, die einen Gleitring aufweist, um Spannung von der Spannungsquelle dem Motor zuzuführen, während sich das Kontaktelement dreht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement durch einen Elektromotor gedreht wird, daß eine elektrische Spannungsquelle vorgesehen ist und daß eine Schaltung mit einem Gleitring vorgesehen ist, um vonder Spannungsquelle dem Motor Spannung zuzuführen, während sich das Kontaktelement dreht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannungsquelle eine Gleichstromquelle ist und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Größe der Gleichspannung, die dem Motor zugeführt wird, einzustellen, um die Motordrehzahl zu regeln.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen ein frei drehbares Führungsrad umfassen, welches eine mittlere ringförmige Einbuchtung aufweist, die das verfachte Garn aufnimmt, wobei dieses Führungsrad um eine Achse parallel zur Drehachse der Scheibe drehbar ist, wobei die Drehachse des Führungsrades verschiebbar ist, um den Punkt einzustellen, an welchem das Garn die Scheibe verläßt.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Urafangsoberflache der Scheibe kreisförmig ist.

11. Votrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zur Wärmefixierung des verfachten oder versträhnten Garnes vorgesehen sind.

12. Garndralldüse, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, durch das sich eine im wesentlichen zylindrische Bohrung hindurcherstreckt, eine Einlaßöffnung, die sich von außen in das Gehäuse zur Bohrung erstreckt und diese Bohrung tangential etwa in der Mitte deren axialer Erstreckung schneidet, wobei diese Öffnung mit einer Druckluftquelle verbunden werden kann, um eine im allgemeinen kreisförmige Luftströmung in dieser Bohrung zu erzeugen, einen ersten und zweiten zylindrischen Einsatz, die so bemessen sind, daß sie koaxial in der Gehäusebohrung gleiten können, wobei jeder Einsatz eine mittlere axiale Bohrung aufweist, durch die das Garn, welches verdrallt werden soll, geführt werden kann und wobei die Längeeines jeden Einsatzes kleiner ist als die halbe Länge der Gehäusebohrung.

13. Düse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze im Gehäuse in lösbarer Weise an beiden Enden und zu beiden Seiten der Mündungsstellen der Öffnungen gehalten sind, wobei die Mittel zur Halterung lösbar sind, um die Einsätze relativ zu den Luftöffnungen und zueinander axial einstellen zu können.

14. Düse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine zweite Lufteinlaßöffnung in das Gehäuse im wesentlichen parallel zur ersten Lufteinlaßöffnung erstreckt, daß die zweite Lufteinlaßöffnung die Bohrung tangential diametral gegenüberliegend von der ersten erstreckt, daß diese zweite Einlaßöffnung mit einer Druckluftquelle verbunden werden

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kann, um eine Kreisluftströmung in entgegengesetzter Richtung zu erzeugen.

15. Verfahren zur Herstellung eines selbstverdrallten Mehrstranggarnes, dadurch gekennzeichnet, daß getrennt wenigstens zwei einzelne Garnstränge hergestellt werden, daß jeder dieser Stränge einzeln verdrallt wird, um verdrallte Stränge zu erzeugen, von denen jeder in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Knoten aufweist, an denen sich die Drallrichtung umkehrt, daß jeder der Stränge an den Knoten am anderen befestigt wird und daß die Stränge zwischen den Knoten selbstverfacht oder versträhnt werden, um ein selbstverdralltes Mehrstranggarn herzustellen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das verfachte Garn durch Wärme fixiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daö die Stränge dadurch befestigt werden, daß die Fasern, die am Knoten eines Stranges angeordnet sind, mit den entsprechenden Fasern eines jeden anderen Stranges verdrallt oder verdrillt werden.

18. Selbstverdralltes Mehrstranggarn, dadurch gekennzeichnet, daß dieses nach dem Verfahren nach Anspruch 15 hergestellt ist.

19. Selbstverdralltes Mehrstranggarn, dadurch gekennzeichnet, daß dieses nach dem Verfahren nach Anspruch 16 hergestellt ist.

20. Selbstverdralltes Mehrstranggarn, dadurch gekennzeichnet, daß dieses nach dem Verfahren nach Anspruch 17 hergestellt ist.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Führungsglied einen zweiten und einen dritten radialen Flansch aufweist, die axial von dem Trennflansch durch die Führungsbahnen getrennt sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Führung Einrichtungen aufweist, die sich vom zweiten und dritten Flansch zur Öffnung im Trennflansch hin erstrecken, um die Stränge dem sich drehenden Kontakteleraent zuzuführen.

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